地源热泵实验研究用地下换热系统

地下换热装置对于地源热泵系统的稳定运行和地源热泵系统的投资起着关键的作用。为了对地下换热系统换热效果和周围土壤的温度场进行试验研究，在北京工业大学高科技能源楼建立了一套包含60种不同结构的地下换热系统的实验台，探求不同结构地下换热系统的换热情况。试验系统不仅为地源热泵的设计提供了数据，而且为地源热泵的深入研究提供了平台。     

地下耦合地源热泵计算机测控系统的设计与实验研究

针对天津市一实际地下耦合地源热泵科研示范工程，采用集散型计算机控制技术（DCS）设计一套三级分布式计算机数据采集和过程控制系统。介绍了该测控系统的结构、功能及特点。并在此基础上，对运行一年来获得的冬夏季节实验数据进行分析，结果表明所设计测控系统的精确性和节能性，同时也为华北地区地下耦合地源热泵系统的优化设计和推广应用提供设计依据。     

某小区地源热泵地埋管换热器的测试与计算

地源热泵系统的关键部分在于地下换热系统,由于地下岩土热物性参数的不同,使得地埋管换热器的换热能力有较大差异,这将直接影响到整个系统的使用效果和工程造价。文章以线热源理论为依据,对某实际工程项目进行岩土热响应测试,并计算相关的热物性参数,同时提出了一种工程简化算法,该算法综合考虑了岩土热物性测试结果与建筑物的负荷特点,其计算结果可以作为工程设计的依据。     

基于地源热泵生活热水节能方案的分析、设计与施工

南宁市青山路某职业技术学院在建的3栋31层教职工住宅楼（共360套住房，总建筑面积约5．5万平方米）需要解决生活热水供应问题。根据有关规定，该建筑采用了地源热泵技术节能方案供应热水。本文对该职院住宅楼生活热水供应方案中的地源热泵技术应用进行分析、设计．并介绍地源热泵生活热水供应系统地下换热器施工过程。     

基于圆柱热源模型的现场测量地下岩土热物性方法

在埋地换热器圆柱热源模型的基础上采用参数估计法建立了一套可用于现场确定土壤热物性的方法。结合地源热泵系统单井热响应测试实验,计算了地下岩土热物性参数,模拟了管内流体平均温度随时间变化规律,与实验值比较,发现该方法较线热源法更加接近实际。     

基于线热源理论的垂直U型埋管换热器传热模型的研究

基于经典常热流线热源理论,通过引入叠加原理、阶跃负荷及孔洞热阻思想将其发展为能够适用于变热流埋管换热与地源热泵系统模拟的变热流线热源模型,并与改进的经实验与理论验证的圆柱源理论模型进行了比较与分析。结果表明:所发展的变热流线热源模型能够有效地模拟地下埋管的换热过程,可作为地下垂直U埋管换热过程的计算模型,为地源热泵地下埋管换热器的设计计算及地源热泵系统的模拟提供了一种新的简单而又实用的计算方法。     

提高地能利用的强化传热试验研究

以太阳辐射积聚大量能量和冷热良性循环蓄集巨大能量的地下是一个庞大的可再生能源库，也是一项可充分利用的自然能量资源。该文介绍了在地源热泵系统中开展的地下100m和200m竖直井闭式循环传热的研究工作，提出利用地下螺旋芯管束新方法，加强旋流流动，提高地下换热能力。试验表明，在放热和吸热过程中，传热均得到显著提高。所提出的可控制间歇过程，将充分发挥换热井的换热能力，实现最少的井数布置，保证良好的地源热泵机组运行工况。     

北方地区岩土导热系数及换热量的测试研究

岩土导热系数是地源热泵地埋管换热器的重要设计参数;测井单位深度换热量是地埋管换热器系统的设计依据。掌握工程区域岩土的热物性及换热性能,是保证地源热泵系统高效、稳定运行的关键。文章建立了现场测试岩土导热系数及换热量的方法,并结合沈阳浑南高新技术产业开发区某地源热泵工程,测试分析了岩土导热系数和测井单位深度换热量。结果表明,该区域的岩土具有较好的导热能力,适合采用地埋管地源热泵系统;在特殊地理条件下设计地源热泵系统方案前,应对拟建区域的地质条件进行全面勘探,以优选工程区域,为岩土热响应测试结果的可靠性提供保障。     

基于恒温法与恒热流法的土壤热响应测试分析与比较

分别采用恒温法(取热工况:进水温度5℃,排热工况:进水温度33℃)和恒热流法(8kW,4kW)进行现场土壤热响应测试,热响应测试孔为2个(A孔92.5m、B孔92.8m),A孔采用恒温法,B孔分别采用恒温法和恒热流法。以单位孔深换热量为评价指标,对2种测试方法得到的地埋管换热性能进行分析比较,在排热工况和取热工况下,恒温法得到的B孔单位孔深换热量分别高于恒热流法5.5%和23.2%。其测试结果可为地源热泵优化设计提供直接参考。     

不同换热形式的污水源热泵系统性能分析

分析污水源热泵系统的主要特点,并对辽宁省朝阳市某污水处理厂的污水源热泵项目进行概述。结合该项目,分析低品位的城市污水余热能利用的2种主要形式,即直接式污水源热泵系统和间接式污水源热泵系统。通过分析可知,虽然间接式系统较复杂、设备多,换热面积也比直接式系统大,但由于直接式系统需要采用防腐蚀的材料,其价格较昂贵。综合考虑,间接式系统比直接式系统的投资增量处在可接受的范围。     

现场测试地下岩土平均热物性参数方法

平均热物性参数的大小对钻孔的数量及钻孔的深度具有显著的影响,进而影响地源热泵系统的初投资。为了能够在现场测量地下岩土的平均热物性参数,利用一套现场测量设备测量了对地下埋管回路施加的热流与回路中循环水温度随时间的变化,使用自行开发的软件,采用参数估计方法,计算并确定了地下岩土的平均热物性参数。     

土壤源热泵系统在工企项目建设中的设计应用及经济分析

结合项目实例详细介绍土壤源热泵技术的工程现场勘探、地源反应测试、技术参数选用、系统方案设计等应用过程,并通过实际运行效果进行经济效益分析和社会效益评价,为土壤源热泵系统在办公空调、生活热水、厂房供暖等多种功能需求建筑群暖通工程中的实际应用提供了参考。     

广州地区土壤温度场对U型埋管换热性能的影响

针对广州地下50m以内土壤温度分布来研究广州地区地温的分布特性和变化规律,建立了垂直u型地埋管地下换热区域温度场的三维稳态和瞬态传热模型.同时就该系统在冬季和夏季运行分析了不同工况下埋管区域土壤温度场的分布情况以及进一步确定了热泵机组连续和间歇运行对地埋管换热性能、埋管区地温恢复状况的影响.最后,通过对某别墅工程的动态负荷计算,选用ASHRAE推荐的地埋管地源热泵设计模拟软件GLHEPRO 3.0进行30a运行模拟,分析得到了地下埋管区域土壤热平衡对埋管换热性能的影响程度,从而为华南地区推广使用地埋管地源热泵系统的长期高效运行提供理论参考.     

南京地区地埋管换热器的实测与分析

对南京地区6个实际办公类、医院类和住宅类建筑中土壤源热泵系统的运行参数进行一个夏季和冬季的连续测试,从地埋管出水温度和传热热阻2个方面进行分析评价,结果表明:土壤源热泵冬季制热效率高,而夏季制冷效率存在较大差异。多数地埋管初始换热热阻高于钻孔内理想换热热阻,热泵机组的运行管理比较粗放,需要大力提升管理水平。     

废弃冻结管作为地源热泵换热器换热量的计算研究

采用废弃的冻结管替代传统地埋管地源热泵换热器,实现浅部和深部的冷量和热量的利用是热泵技术一种新的取热途径。阐述了地埋管地源热泵换热器的换热量的计算过程,并以某工程实例为依据,采用换热量计算模型,对该工程地埋管地源热泵进行了冬夏季换热量测试。通过对测试数据比较,最终得到了该工程可靠的地埋管换热性能参数。     

深层地埋管换热器换热性能模拟及稳定性研究

以深层地源热泵地埋管换热器为研究对象,对其换热特性进行数值模拟和实验研究。建立考虑轴向地温梯度的深层地埋管换热器传热模型并进行模拟计算,通过示范工程现场测试数据验证该模型的正确性。对深层地埋管换热器换热的性能稳定性进行研究,发现深层地埋管换热器连续长期运行及间歇长期运行下换热性能基本稳定。当按不同运停比运行时,岩土温度恢复效果良好。研究结果表明深层地源热泵有较好的换热性能及运行稳定性,为深层地热能的开发利用提供了新思路。     

西北地区地源热泵工程运用分析

结合具体工程案例,本文分析了地源热泵技术在西北地区的工程运用及设计步骤。文中详细介绍了地埋管换热器的换热特性测试系统及测试方法,并依照测试结果,设计地源热泵联合太阳能系统。通过对垂直U形地埋管换热器冬夏季取热和排热测试,分析不同换热工况下单双U管换热器换热特性,结合当地钻孔难度大以及地埋管换热器取热量小的特点,采用双U地埋管换热器。测试过程中,对不同入口温度、流量工况换热能力进行测试分析,提出在某些地区,地源热泵工程设计采用"大流量,小温差"的设计理念。     

地源热泵耦合地埋管换热计算若干问题的研究

本文针对地质构造特点,对地下一定深度的温度场进行测试;对耦合地埋管的换热设计计算中的若干问题进行了研究;在简化计算换热模型的基础上,在Excel上用VBA编写宏功能,得到实用的地埋管换热工程的设计计算方法,是一种好学、易用的工程计算软件。同时将该计算方法应用在一个实际工程中,并对计算结果进行了验证。     

西安地区某地源热泵室外换热器运行情况分析

本文旨在研究西安地区某地源热泵的长期运行状况。通过热响应试验、效率测试、热负荷能力测试及对运行参数的监控分析,说明机组能效比达到了设计水平;自投运至今,室外换热器进口水温长期持平,并与地温最高温度差在±13℃之间;室外换热器进口水温随负荷升高降低。研究表明,室外换热器冬季换热能力56 k W/m是可行的;西安适宜采用地源热泵,并且土壤承载负荷高,地温恢复快;该项目作为西安地区最早投入运行的建筑面积6 000 m2以上,设计制冷负荷500 k W以上以浅层土壤源地源热泵项目,可以为地质、气候情况相近地区采用土壤源地源热泵项目提供设计经验。     

青岛蓝色硅谷土壤热物性测试与分析

青岛蓝色硅谷区域地质构造特殊,地热资源丰富。目前该区域地热资源的勘查程度较低,地热资源利用形式单一,优质地热资源浪费严重。本文采用岩土热响应测试法对蓝色硅谷区域内的地埋管测试孔的岩土热物性进行了现场测试,利用48 h的测试数据,采用线热源模型进行数据分析,得到土壤导热系数为2.278 W/(m∙K)。同时,采用柱热源模型模拟夏季工况,得到的流体温度变化趋势与实验工况相同,且进、出水温度分别为35.1℃和30.4℃,与实验工况下的35.1℃及30.8℃吻合较好。该研究可用于指导土壤源热泵的热物性分析以及青岛蓝色硅谷地热资源综合开发。